科学与技术的关系.ppt

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1、《哲学与自然科学讲座》周建威研究员（Ph.D)贵州师范大学科学与技术的关系—以核磁共振技术发展为例一、科学与技术的关系信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆科技史概论什么是科学什么是技术科学与技术的关系信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆科技史概论什么是科学科学的三种定义：1、科学是系统化了的自然知识（理论自然科学史）2、科学是生产力（技术史）3、科学是一种社会活动（科学社会史）科学-----在人类历史上是非常晚近的东西Scientist的

2、英文单词是在1833年的英国科学促进会上由威廉•休厄尔提议仿照Artist创造的。之前科学家称为“哲学家”例如:牛顿《自然哲学的数学原理》道尔顿《化学哲学新系统》博士学位PhilosophiaeDoctor;Ph.D科学的两个来源好奇心，把握一个整体世界观的要求。-------科学史上的哲学家传统改造自然的技艺和能力-------科学史上的工匠传统信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆科技史概论信息电子工程学院本章结束本章开始上一节下一节AHISTORYOFSCIENCEANDTECHNOLOGY◆科技史概论

3、科学与技术的关系历史上，科学往往是被技术的进步推动的。荷兰眼镜制造商汉斯.利柏希1608年发明的望远镜直接推动了天文学的发展。使伽利略发现了太阳黑子，发现月球上的山脉，以及木星的卫星等。显微镜是荷兰商人列文虎克发明的，他发现了细菌，原生动物，红血球，毛细血管等，直接产生近代生理学。主题科学研究的进步使人们更深入的了解世界，进而发展出技术，从而利用自然、改造自然。技术的发展和进步，又推动科学研究进一步的深入，再产生更高级的技术，然后是更深入的研究。如此循环不已。————以核磁共振技术的发展与科学研究发展的关系为例科学研究量子力学的理论研究预告了波尔的原子核模型应该有四个量子数

4、：主量子数n角量子数L磁量子数ms自旋量子数I如果量子理论正确，自旋量子数I就应该可以在磁场中处于不同的能级状态，产生能级裂分（塞曼分裂）。科学研究能级分裂后，原子核可以吸收电磁波能量而产生能级跃迁。换句话说，量子力学预告了磁场中的原子核会产生吸收电磁波的实验现象（核磁共振现象）。为证实量子力学正确与否，世界各地的物理实验室开始了搜寻核磁共振现象的实验。核磁共振在波谱分析中的定位穆斯堡尔谱X-光分析仪电子探针电子能谱俄歇电子能谱紫外光谱可见光谱荧光光谱快速荧光光谱红外光谱拉曼光谱微波转动谱电子自旋共振谱核磁共振谱无线电波~m-km厘米波毫米波1~1000pm<400nm>7

5、50nm750-400nm10-100keV（核能级）（核外电子能级）（分子轨道能级）（分子振动能级）（分子转动能级）（电子自旋）（核自旋）（皮秒，飞秒）-射线x-射线紫外线可见光红外线1945年，斯坦福大学博士研究生Bloch,发现了水中氢的NMR吸收信号，从此开始了一门新学科“核磁共振波谱学”物理学家证实了量子力学理论后，化学家发现了NMR波谱中的精细结构（吸收峰的位置与核的化学环境有关，称为“化学位移”），可以完美的表征分子结构。巨大的市场需求，推动了NMR谱仪的商品化研究。更好的仪器需要更高的磁场，推动了低温超导磁场和计算机软件的研究。现代NMR谱仪诞生了。技术发展

6、科学研究生物学家发现现代核磁共振方法可以研究蛋白质大分子的结构，由此推动了生命科学的快速发展。技术发展与科学研究计算机技术的发展，使NMR信号在样品空间（X，Y，Z）可以准确定位，最后由软件合成图象，医生可以不开刀观察人体内部器官。核磁共振成象技术诞生，医学科学研究从此有了一个强有力的工具。核磁共振波谱学介绍现代科学技术的发展，完全建立在电子技术和计算机技术的基础上。核磁共振谱仪（硬件）大型计算机及输出设备，各种专用解谱软件高速计算机接口高质量的线性放大器非常稳定的频率源（频率综合器）低噪声前置放大器高灵敏探头超导强磁场稳定锁场反馈系统匀场系统大功率脉冲放大器核磁共振谱仪的操

7、作平台VarianInfinityplus核磁谱仪的控制计算机柜六百兆超导磁体探头从下面中心放入，样品管从上面用气流托住，下降进入探头中。超导磁体的剖图外壳内是真空保温夹层，可储存液氮(97K)，，液氮中浸泡的容器储存液氦(4K)，超导体线圈浸泡在液氦中，样品置放在线圈中心（磁场最强）。超导铜包铌钛合金线圈19km中空导筒）superconductingmagnetwireismadeofacopper-cladniobium-titaniumalloy.containsappro-ximately19